纳米二氧化钛光催化涂料降解甲醛的研究进展

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1、TechnicalProgress技术进展纳米二氧化钛光催化涂料降解甲醛的研究进展□蒋贞贞,朱俊任,路媛媛(重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆400074)摘要：介绍了纳米二氧化钛光催化降解甲醛的机理,着重讨论了不同因素下二氧化钛对甲醛光催化降解的影响及提高TiO2光催化活性的途径,概述了纳米二氧化钛光催化降解甲醛的研究进展。关键词：纳米二氧化钛；光催化氧化；降解；甲醛中图分类号：TQ630文献标识码：A文章编号：1006－2556(2009)12－0020-04Researchprogressofn

2、ano-TiO2photocatalyticcoatingsdegradingformaldehydeJiangZhenzhen,ZhuJunren,LuYuanyuan(CollegeofEnvironmentandBiologyEngineering，ChongqingTechnologyandBusinessUniversity,Chongqing400067)Abstract:Thispaperintroducesthemechanismofnano-TiO2degradingformaldeh

3、ydethroughphotocatalysis,discussesthefactorsinfluencingTiO2degradingformaldehydeandtherouteimprovingthephotocatalyticactivityofTiO2,andsummariestheresearchprogressofnano-TiO2degradingformaldehydethroughphotocatalysis.Keywords:nano-TiO2,photocatalyticoxida

4、tion,degradation,formaldehyde0前言术几乎能将所有的污染物氧化为无害物,而且不造室内空气污染已经成为世界各国广泛关注的环成二次污染。特别是纳米TiO2是目前室内空气净化境问题,甲醛是典型的室内空气有机污染物之一,主应用最广的光催化剂。要来源于室内装饰装修材料、家具和涂料等,已经[1]1光催化降解甲醛的机理被世界卫生组织确定为致癌物和致畸物。随着国[3-5]内经济的发展,居室装修的住户不断增加,从而对甲自1972年Fujsihima和Honda发现受辐射的醛的治理迫在眉睫。目前

5、一般用通风换气净化方TiO2表面能发生对水的持续氧化、还原反应的功能以法、物理吸附、化学吸收法、植物吸收净化方法、后,半导体多相光催化反应引起了人们很大的关注。热破坏法、空气负离子技术、材料封闭技术、光催TiO2满的价带和空的导带之间的禁带宽度为[2]化技术等方法来处理甲醛。但是一般的方法处理3.26eV。在有少量水蒸气的空气中,当能量超过效果不佳,而且存在二次污染。相比之下,光催化技其禁带宽度的光子照射在TiO2表面时,价带的电子20CHINACOATINGS2009年第24卷第12期Technica

6、lProgress技术进展-会被激发到导带,在导带形成高活性的电子(e),同随着甲醛初始浓度的增加,降解率上升,但是随着甲+[13]时在价带产生一个带正电的空穴h,激发后产生的醛初始浓度的继续增加,降解率反而下降。翟增运等电子-空穴对很快从体内迁移到表面。在光催化氧所做的研究也得出类似结果。[11]化空气中微量甲醛的反应条件下,吸附在催化剂表齐虹等研究结果表明,甲醛初始浓度越高,其2-面的空气中的氧气被光生电子还原为·O,微量水反应平衡时间越长,甲醛降解率会降低(甲醛浓度为3被空穴氧化为·OH。两者为甲

7、醛的深度氧化提供6.97mg/m时,在120min就达到平衡,此时甲醛2-3了高活性的氧化剂。·O和·OH攻击甲醛的C—降解率为98.57%,当甲醛浓度为46.67mg/m时,要H键,与其活泼的H原子产生新自由基,激发链式反到240min降解才达到平衡,降解率为95.35%)。应,最终使甲醛分解为H2O和CO2。其反应过程如下2.3其他因素的影响[6－8]所示：除了以上的影响因素外,甲醛气体流速、催化hv-+TiO2e+h(1)剂载体、掺杂、光强等对甲醛降解率都有很重要的+-h+OH·OH(2)影响。+

8、+[10]h+H2O·OH+H(3)鹿院卫等的研究中同时也发现在较高污染物-2-O2+e·O(4)浓度条件下,流速的提高有利于污染物的光催化降TiO2HCHO+·OH·CHO+H2O(5)解；相反,当污染物浓度较低时,流速提高污染物光CHO+·OHHCOOH(6)催化降解效率反而降低。+-＋H+HCHO[14]CHO+·O2HCO3HCOOOHHCOOH(7)钱昱等探讨了载体、掺杂、黏结剂等因素对+-h-HCOOH＋+CO2(8)TiO2光